（新課改省份專版）2022高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 跟蹤檢測（二十六）題型研究 化學(xué)工藝流程綜合題1醋酸鎳(CH3COO)2Ni是一種重要的化工原料。一種以含鎳廢料(含NiS、Al2O3、FeO、CaO、SiO2)為原料，制取醋酸鎳的工藝流程如圖：相關(guān)離子生成氫氧化物的pH和相關(guān)物質(zhì)的溶解性如下表：金屬離子開始沉淀的pH沉淀完全的pH物質(zhì)20 時(shí)溶解性(H2O)Fe31.13.2CaSO4微溶Fe25.88.8NiF2可溶Al33.05.0CaF2難溶Ni26.79.5NiCO3Ksp9.60×106(1)調(diào)節(jié)pH步驟中，溶液pH的調(diào)節(jié)范圍是_。(2)濾渣1和濾渣3主要成分的化學(xué)式分別是_、_。(3)寫出氧化步驟中加入H2O2發(fā)生反應(yīng)的離子方程式：_。(4)酸浸過程中，1 mol NiS失去6NA個(gè)電子，同時(shí)生成兩種無色有毒氣體。寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式：_。(5)保持其他條件不變，在不同溫度下對含鎳廢料進(jìn)行酸浸，鎳浸出率隨時(shí)間變化如圖。酸浸的最佳溫度與時(shí)間分別為_ 、_ min。解析：(1)(3)制取醋酸鎳的工藝流程可解讀為將含鎳廢料粉碎后加入H2SO4和少量HNO3進(jìn)行酸浸，過濾后得到主要含Ni2、Al3、Fe3(還可能含少量Fe2、Ca2)的溶液和主要含SiO2、CaSO4的濾渣，棄去濾渣，向?yàn)V液中加入H2O2將可能含有的Fe2氧化為Fe3，調(diào)節(jié)溶液pH為5.0pH6.7，使Al3、Fe3轉(zhuǎn)化為氫氧化物沉淀，再通過過濾除去，向過濾所得的濾液1中加入NH4F除去濾液中的Ca2，過濾后向?yàn)V液2中加入Na2CO3使Ni2沉淀為NiCO3，過濾后向NiCO3中加入醋酸得到醋酸鎳，再進(jìn)一步蒸發(fā)、結(jié)晶、洗滌得到醋酸鎳產(chǎn)品。(4)由題意知，酸浸時(shí)1 mol NiS失去6 mol電子，S2被氧化為SO2，硝酸被還原為NO，根據(jù)得失電子守恒、原子守恒可寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式。答案：(1)5.0pH6.7(2)SiO2、CaSO4CaF2(3)2Fe2H2O22H=2Fe32H2O(4)NiSH2SO42HNO3=NiSO4SO22NO2H2O(5)701202電石廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)PVC、維尼綸等，電石與水反應(yīng)所得殘?jiān)娛饕珻a(OH)2、CaCO3及少量其他雜質(zhì)。某工業(yè)電石渣的幾種回收利用流程如下：幾種物質(zhì)在水中的溶解度曲線如圖所示?；卮鹣铝袉栴}：(1)常溫氯化反應(yīng)的化學(xué)方程式是_。為提高Cl2轉(zhuǎn)化為Ca(ClO)2的轉(zhuǎn)化率，可行的措施有_(填字母)。A加熱升高溫度B適當(dāng)減緩?fù)ㄈ隒l2的速率C充分?jǐn)嚢铦{料D加水使Ca(OH)2完全溶解電石渣中的有害雜質(zhì)CN與ClO反應(yīng)轉(zhuǎn)化為兩種無害的氣體，每轉(zhuǎn)化1 mol CN至少需要消耗氧化劑ClO_ mol。(2)75 氯化生成氯酸鈣中氯的化合價(jià)為_，氯化完成后過濾，濾渣的主要成分為_(填化學(xué)式)。氯酸鈣能與KCl反應(yīng)轉(zhuǎn)化為氯酸鉀的原因是_。(3)有機(jī)反應(yīng)首先生成氯代乙醇，其結(jié)構(gòu)簡式為_，氯代乙醇再與Ca(OH)2反應(yīng)生產(chǎn)環(huán)氧乙烷。總反應(yīng)的化學(xué)方程式是_。解析：(1)常溫氯化，Cl2與Ca(OH)2發(fā)生反應(yīng)得到漂白液。加熱升高溫度，Ca(OH)2的溶解度降低，則Cl2的轉(zhuǎn)化率也降低，A項(xiàng)不符合題意；適當(dāng)減緩?fù)ㄈ隒l2的速率，等效于增大Ca(OH)2的濃度，Cl2的轉(zhuǎn)化率增大，B項(xiàng)符合題意；充分?jǐn)嚢铦{料，能使反應(yīng)完全，Cl2的轉(zhuǎn)化率增大，C項(xiàng)符合題意；加水使Ca(OH)2完全溶解，不能改變Cl2的轉(zhuǎn)化率，D項(xiàng)不符合題意。根據(jù)題意，CN與ClO反應(yīng)轉(zhuǎn)化為CO2和N2，CN中C、N分別為2價(jià)、3價(jià)，1 mol CN失去5 mol電子，而ClO轉(zhuǎn)化為Cl，1 mol ClO得到2 mol電子，根據(jù)得失電子守恒，則每轉(zhuǎn)化1 mol CN至少需要消耗氧化劑ClO 2.5 mol。(2)Ca(ClO3)2中Cl的化合價(jià)為5價(jià)。氯化完成后過濾，得到的濾渣的主要成分為CaCO3、Ca(OH)2。根據(jù)題圖知，75 時(shí)氯酸鉀的溶解度比氯酸鈣、氯化鉀、氯化鈣都小得多，故氯酸鈣與KCl能發(fā)生反應(yīng)：Ca(ClO3)22KClCaCl22KClO3。(3)氯代乙醇為氯原子取代乙醇分子中乙基上的氫原子，根據(jù)“氯代乙醇再與Ca(OH)2反應(yīng)生產(chǎn)環(huán)氧乙烷”，則氯原子應(yīng)取代甲基上的氫原子，故氯代乙醇的結(jié)構(gòu)簡式為ClCH2CH2OH，總反應(yīng)的化學(xué)方程式為CH2=CH2Cl2Ca(OH)2CaCl2H2O。答案：(1)2Cl22Ca(OH)2=CaCl2Ca(ClO)22H2OBC2.5(2)5CaCO3、Ca(OH)275 時(shí)，氯酸鉀的溶解度比氯酸鈣、氯化鉀、氯化鈣都小得多(3)ClCH2CH2OHCH2=CH2Cl2Ca(OH)2CaCl2H2O3氟化鋇可用于制造電機(jī)電刷、光學(xué)玻璃、光導(dǎo)纖維、激光發(fā)生器。以鋇礦粉(主要成分為BaCO3，含有SiO2、Fe2、Mg2等雜質(zhì))為原料制備氟化鋇的流程如下：已知：常溫下Fe3、Mg2完全沉淀的pH分別是3.4、12.4。(1)濾渣A的化學(xué)式為_。(2)濾液1加H2O2氧化的過程中主要反應(yīng)的離子方程式為_。(3)加20%NaOH溶液調(diào)節(jié)pH12.5，得到濾渣C的主要成分是_。(4)濾液3加入鹽酸酸化后再經(jīng)_、冷卻結(jié)晶、_、洗滌、真空干燥等一系列操作后得到BaCl2·2H2O。(5)常溫下，用BaCl2·2H2O配制成0.2 mol·L1水溶液與等濃度的氟化銨溶液反應(yīng)，可得到氟化鋇沉淀。請寫出該反應(yīng)的離子方程式：_。解析：(1)鋇礦粉中SiO2與鹽酸不反應(yīng)，故濾渣A為SiO2。(2)濾液1加H2O2的作用是將Fe2氧化為Fe3，反應(yīng)的離子方程式為H2O22Fe22H=2Fe32H2O。(3)根據(jù)已知信息及流程圖可知，加H2O2、調(diào)pH，得到的濾渣B為Fe(OH)3，加20%NaOH溶液調(diào)節(jié)pH12.5，得到的濾渣C為Mg(OH)2。(4)濾液3加鹽酸酸化后得到BaCl2和HCl的混合溶液，由該溶液得到BaCl2·2H2O的實(shí)驗(yàn)操作為加熱濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌、真空干燥等。答案：(1)SiO2(2)H2O22Fe22H=2Fe32H2O(3)Mg(OH)2(4)加熱濃縮過濾(5)Ba22F=BaF24磷化氫(PH3)是一種劇毒氣體，是最常用的高效熏蒸殺蟲劑，也是一種電子工業(yè)原料。(1)在密閉糧倉放置的磷化鋁(AlP)片劑，遇水蒸氣放出PH3氣體，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為_。(2)利用反應(yīng)PH33HgCl2=P(HgCl)33HCl，可準(zhǔn)確測定微量的PH3。HgCl2溶液幾乎不導(dǎo)電，說明HgCl2屬于_(填“共價(jià)”或“離子”)化合物。通過測定溶液_變化，可測定一定體積空氣中PH3的濃度。(3)PH3的一種工業(yè)制法涉及的物質(zhì)轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖所示：亞磷酸屬于_元酸。當(dāng)反應(yīng)生成的n(NaH2PO2)n(Na2HPO3)31時(shí)，參加反應(yīng)的n(P4)n(NaOH)_。(4)一種用于處理PH3廢氣的吸收劑成分為次氯酸鈣80%、鋸木屑(疏松劑)15%、活性炭2.5%、滑石粉(防結(jié)塊)2.5%。次氯酸鈣將PH3氧化為H3PO4的化學(xué)方程式為_?？諝庵械乃魵饪杉涌霵H3的氧化過程，其原因可能是_。(5)從(4)中的吸收殘留物中回收磷酸氫鈣(CaHPO4)的方法如下：試劑X為_(填化學(xué)式)。解析：(1)磷化鋁(AlP)遇水蒸氣放出PH3氣體，結(jié)合原子守恒推知還生成Al(OH)3，反應(yīng)的化學(xué)方程式為AlP3H2O=Al(OH)3PH3。(2)HgCl2溶液幾乎不導(dǎo)電，說明溶液中離子濃度較小，HgCl2難發(fā)生電離，故HgCl2為共價(jià)化合物。PH3與HgCl2反應(yīng)生成P(HgCl)3和HCl，溶液的導(dǎo)電性和酸性均增強(qiáng)，故可通過測定溶液中電導(dǎo)率或pH的變化來測定一定體積空氣中PH3的濃度。(3)亞磷酸鈉的化學(xué)式為Na2HPO3，據(jù)此推測亞磷酸(H3PO3)屬于二元弱酸。反應(yīng)中黃磷(P4)與NaOH溶液發(fā)生歧化反應(yīng)生成NaH2PO2、Na2HPO3和PH3，其中PH3是還原產(chǎn)物，NaH2PO2和Na2HPO3是氧化產(chǎn)物，若產(chǎn)物中n(NaH2PO2)n(Na2HPO3)31，設(shè)n(Na2HPO3)a mol，則有n(NaH2PO2)3a mol，反應(yīng)中得電子的物質(zhì)的量為3a mol3a mol6a mol；根據(jù)得失電子守恒可知，反應(yīng)中生成PH3的物質(zhì)的量為2a mol；根據(jù)P、Na原子守恒可知，n(P4)1.5a mol、n(NaOH)5a mol，故參加反應(yīng)的n(P4)n(NaOH)1.5a mol5a mol310。(4)次氯酸鈣將PH3氧化為H3PO4，而本身被還原為CaCl2，化學(xué)方程式為2Ca(ClO)2PH3=H3PO42CaCl2。Ca(ClO)2屬于強(qiáng)堿弱酸鹽，與水蒸氣接觸后水解生成HClO，而HClO的氧化能力強(qiáng)于Ca(ClO)2，故空氣中的水蒸氣可加快PH3的氧化過程。(5)殘留物中含有H3PO4，加入試劑X調(diào)節(jié)pH，過濾得到Ca3(PO4)2沉淀，顯然該過程的目的是中和H3PO4電離產(chǎn)生的H，為防止引入新雜質(zhì)，試劑X應(yīng)選擇CaO或Ca(OH)2。答案：(1)AlP3H2O=Al(OH)3PH3(2)共價(jià)電導(dǎo)率(或pH)(3)二310(4)2Ca(ClO)2PH3=H3PO42CaCl2次氯酸鈣與水蒸氣接觸，水解得到氧化能力更強(qiáng)的HClO(5)Ca(OH)2(或CaO)5黃銅灰渣(含有Cu、Zn、CuO、ZnO及少量的FeO、Fe2O3)生產(chǎn)硝酸銅溶液的流程如下：(1)寫出酸浸時(shí)Fe2O3和稀硫酸反應(yīng)的離子方程式：_。(2)反應(yīng)中所加Zn粉不能過量的原因是_。(3)濾液中含有的金屬陽離子主要有_。(4)寫出反應(yīng)的離子方程式：_。反應(yīng)應(yīng)控制溫度不能過高也不能過低的原因是_。(5)已知Cu(NO3)2·6H2O和Cu(NO3)2·3H2O的溶解度隨溫度的變化如圖所示。則由A點(diǎn)對應(yīng)的溶液獲取Cu(NO3)2·3H2O的方法是_。解析：(2)酸浸后的溶液中含有Zn2、Cu2、Fe2、Fe3、H等陽離子，加入Zn的目的是將Cu2置換生成Cu，若鋅過量，則在過濾所得的濾渣中含有Fe和過量的Zn，加入HNO3發(fā)生反應(yīng)后得到的溶液中可能含有Fe(NO3)2、Fe(NO3)3和Zn(NO3)2雜質(zhì)。(3)加入鋅粉后，由于氧化性Fe3>Cu2，故Zn先將Fe3還原為Fe2，后將Cu2置換，故濾液中主要含有Zn2和Fe2兩種金屬陽離子。(5)由圖示可看出，A點(diǎn)溶液為不飽和溶液，故應(yīng)將溶液蒸發(fā)濃縮，由于Cu(NO3)2水解生成易揮發(fā)的HNO3，故在蒸發(fā)的過程中滴加HNO3來抑制水解，結(jié)合溶解度曲線，要得到Cu(NO3)2·3H2O，需將濃縮后的溶液降溫至高于30 時(shí)過濾。答案：(1)Fe2O36H=2Fe33H2O(2)加入過量的Zn粉會使最終所得的Cu(NO3)2溶液中含有雜質(zhì)(3)Zn2、Fe2(4)3Cu8H2NO=3Cu22NO4H2O溫度過高硝酸會揮發(fā)及分解，溫度過低則反應(yīng)速率較慢(5)向溶液中加入適量硝酸，將溶液蒸發(fā)濃縮，冷卻到30 以上，過濾6以冶鋁的廢棄物鋁灰為原料制取超細(xì)­氧化鋁，既降低環(huán)境污染又可提高鋁資源的利用率。已知鋁灰的主要成分為Al2O3(含少量雜質(zhì)SiO2、FeO、Fe2O3)，其制備流程如下：(1)鋁灰中氧化鋁與硫酸反應(yīng)的化學(xué)方程式為_。(2)圖中“濾渣”的主要成分為_(填化學(xué)式)。(3)加30%的H2O2溶液發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為_。(4)煅燒硫酸鋁銨晶體，發(fā)生的主要反應(yīng)為4NH4Al(SO4)2·12H2O2Al2O32NH3N25SO33SO253H2O，將產(chǎn)生的氣體通過下圖所示的裝置。集氣瓶中收集到的氣體是_(填化學(xué)式)。足量飽和NaHSO3溶液吸收的物質(zhì)除大部分H2O(g)外還有_(填化學(xué)式)。KMnO4溶液褪色(MnO還原為Mn2)，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為_。解析：(1)氧化鋁與H2SO4反應(yīng)生成硫酸鋁和水，反應(yīng)的化學(xué)方程式為Al2O33H2SO4=Al2(SO4)33H2O。(2)在鋁灰的成分中只有SiO2不能與H2SO4反應(yīng)，故濾渣的主要成分是SiO2。(3)加入H2O2的目的是使溶液中的Fe2氧化成Fe3，反應(yīng)的離子方程式為2Fe2H2O22H=2Fe32H2O。(4)根據(jù)晶體分解的方程式可知，通入NaHSO3溶液(顯酸性)中的氣體有NH3、N2、SO3、SO2、H2O(g)，由于NH3極易溶于水且能與NaHSO3反應(yīng)而被吸收，SO3溶于水后生成的H2SO4與NaHSO3反應(yīng)生成SO2，N2不溶于水也不能被吸收，故從飽和NaHSO3溶液中出來的氣體主要有N2、SO2和少量的H2O(g)，SO2具有強(qiáng)還原性，能被KMnO4吸收，反應(yīng)的離子方程式為5SO22MnO2H2O=2Mn25SO4H，故集氣瓶中收集到的氣體為N2。答案：(1)Al2O33H2SO4=Al2(SO4)33H2O(2)SiO2(3)2Fe2H2O22H=2Fe32H2O(4)N2SO3、NH32MnO5SO22H2O=2Mn25SO4H7硼及其化合物在工業(yè)上有許多用途。以鐵硼礦(主要成分為Mg2B2O5·H2O和Fe3O4，還有少量Fe2O3、FeO、CaO、Al2O3和SiO2等)為原料制備硼酸(H3BO3)的工藝流程如下所示：回答下列問題：(1)寫出Mg2B2O5·H2O與硫酸反應(yīng)的化學(xué)方程式：_。為提高浸出速率，除適當(dāng)增加硫酸濃度外，還可采取的措施有_(寫出兩條)。(2)利用_的磁性，可將其從“浸渣”中分離。“浸渣”中還剩余的物質(zhì)是_(寫化學(xué)式)。(3)“凈化除雜”需先加H2O2溶液，作用是_。然后再調(diào)節(jié)溶液的pH約為5，目的是_。(4)“粗硼酸”中的主要雜質(zhì)是_(填名稱)。(5)以硼酸為原料可制得硼氫化鈉(NaBH4)，它是有機(jī)合成中的重要還原劑，其電子式為_。(6)單質(zhì)硼可用于生產(chǎn)具有優(yōu)良抗沖擊性能的硼鋼。以硼酸和金屬鎂為原料可制備單質(zhì)硼，用化學(xué)方程式表示制備過程_。解析：(1)鹽跟酸反應(yīng)生成新鹽和新酸，據(jù)此可寫出Mg2B2O5·H2O與硫酸反應(yīng)的化學(xué)方程式：Mg2B2O5·H2O2H2SO42MgSO42H3BO3?？刹扇∩邷囟?、將礦石粉碎增大接觸面積或攪拌等措施，以提高浸出速率。(2)Fe3O4具有磁性?！敖敝谐現(xiàn)e3O4外，還含有與H2SO4不反應(yīng)的SiO2，以及CaO與H2SO4反應(yīng)生成的微溶物CaSO4。(3)硫酸浸出后的濾液中，含有的主要物質(zhì)有MgSO4、Fe2(SO4)3、FeSO4、Al2(SO4)3、H3BO3等，H2O2具有氧化性，因此加入H2O2溶液可將其中的Fe2氧化為Fe3。由工藝流程圖可知，最后過濾得到含鎂鹽母液，因此調(diào)節(jié)溶液的pH約為5，可使Fe3轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3沉淀、Al3轉(zhuǎn)化為Al(OH)3沉淀。(4)由(3)分析及最后過濾得到含鎂鹽母液，可知粗硼酸中的主要雜質(zhì)應(yīng)為硫酸鎂。(5)NaBH4是一種離子化合物，由Na與BH4構(gòu)成，其電子式為。(6)以H3BO3與Mg為原料可制備單質(zhì)B，根據(jù)反應(yīng)物的性質(zhì)結(jié)合質(zhì)量守恒定律可知，其制備過程中反應(yīng)的化學(xué)方程式為2H3BO3B2O33H2O，B2O33Mg3MgO2B。答案：(1)Mg2B2O5·H2O2H2SO42H3BO32MgSO4提高反應(yīng)溫度、減小鐵硼礦粉粒徑(2)Fe3O4SiO2和CaSO4(3)將Fe2氧化成Fe3使Fe3與Al3形成氫氧化物沉淀而除去(4)(七水)硫酸鎂(5) (6)2H3BO3B2O33H2O、B2O33Mg2B3MgO